CN1030946A - 基片涂层设备 - Google Patents

Abstract

用GVD法将膜层沉积到玻璃等表面上的一种 涂敷器，它包括一对喷嘴，用来在浓度与速度能使涂 层在反应速率受控条件下进行时，将含于载体气体中 的已气化涂层化合物涂敷于上述表面。各喷嘴从下 方邻近此表面，二者间有间距以通向外部大气。此两 喷嘴相互对向，且相对于基片表面法线所成的角度是 预先选定的。此角度与此间距给出了涂层蒸汽不与 外部大气混合的条件。

Description

本发明涉及将膜层化学汽相沉积到平板玻璃之类基片上的设备，更具体地说，涉及到适用以有效而经济的方式，来形成含金属的和类似的具有优越性质之薄膜的设备。

将均匀膜层涂敷到平板玻璃基片上以改变后者的热、光和/或电性质的需要性，早已为人们可认识到。这类膜层一般是由金属或金属氧化物，特别是由氧化锡组成。在此种涂层工艺中，把热的新成形之玻璃板带从平板玻璃成形段输送至退火段，在这里将膜层沉积到它的一面上。膜层涂敷器通常有一或多个喷嘴，它们把载体气体中的涂层化学试剂喷敷到玻璃板带暴露的表面上。然后经废气导管排出反应的副产物与未用到的涂层化合物。

在化学汽相蒸沉（CVD）法中，将膜层涂敷到平板玻璃基片上时要求：（1）均匀、（2）不混浊、（3）具有低的电阻率、（4）较短的沉积时间，而且这一（3）是在（4）的基础上形成的。

尽管以上各项要求都能一一地达到，但在同一时间内来满足它们的全部则是极其困难的。例如，高的基片温度将会提供短的沉积时间。但对于含掺杂母体的涂层化合物，高的基片温度则导致具有较低电阻的薄膜。此外，高的沉积温度会促使在形成的膜层中增加混浊度。类似的情形是，采用低的表面温度，同时使涂层气体中的水蒸气含量相对地低，虽可获得无混浊的薄膜，但都降低了沉积速率和削弱了电性质。均匀的涂层还要求在玻璃基片表面的各点上，以一致的蒸汽速度来涂敷极其均一的涂料化合物，而这是难以用现有的喷嘴涂敷方式来实现的。简言之，传统的CVD系统相对于一或多个上述薄膜质量与工艺参数要求来说，是有缺陷的。

除此，在先有技术的系统中，一般需用较大的排气管道来排掉废气。这类大型的排气管通常会把外界的气体，例如空气，抽入到涂层区，而使涂层蒸汽的浓度稀释。另一方面，小型的排气系统会使涂层气体逸出涂层区面同外部大气混合。在以上两种情形中，接触玻璃基片的稀释蒸汽产生出不合格的混浊膜。而且，大量的排气会降低涂层材料的有效利用率，同时增加从排出的气体中回收涂层材料的费用。

许多种元素先有的CVD系统采用了一或多个位于邻近基片表面的一或多个喷嘴，在喷嘴与基片间以及在排气口与基片间设有一定间隙。这样的开放式系统会使外部空气抽入并与涂层蒸汽混合而造成混浊，例如美国专利号4123244所公开的系统。

还有，在传统的CVD系统中，涂层气体温度、化合物浓度和化合物消耗与喷嘴的狭缝宽度之间所取定的关系不能使此种膜层涂敷器令人满意。特别是上述这种关系需要一种颇窄的喷嘴狭缝宽度之喷嘴涂敷器，这就使薄膜的均匀性成了极难的问题，并且导致喷嘴堵塞。加之，这种系统耗费着大量的化学试剂，使生产过程不经济。另一方面，采用低气体速度与低化合物浓度的系统，常会影响主要受把化合物扩散到基片表面并由此表面扩散化合物所控制的沉积速率，这就可以生产出具有粗糙表面和混浊特征的膜层。

为此，本发明之目的是提供一种改进了的CVD法以及设备与系系，用来在高的沉积速率下，于平板玻璃表面上沉积出均匀的、无混浊的和低电阻率的优质薄膜。

再有一个目的是去提供一种膜层涂敷器，它们相当高的喷射速度把高浓度的涂层化合物涂敷到平板玻璃基片上。

本发明之另一个目的是去提供一种方法，在几乎不用使平板玻璃基片冷却的条件下通过CVD为它涂层;以及去提供一种方法与设备，在很少使或几乎不使蒸发的化合物与载体气体二者同外部空气混合的条件下，为平板玻璃基片涂层。

本发明的特点是，提供改进了的CVD法以及设备与系统，在反应速率受控而且涂层化合物蒸汽几乎不与外部空气混合的条件下，将一种可见反射膜或红外反射膜化学汽相沉积到行进中的浮法玻璃板带上。

本发明上述的和其它的特点与优点，可以由阅读下面结合附图对此所作的详细说明中迅速获得理解，在附图中;

图1为一示意图，其中的喷嘴设在沿垂直方向离一平板玻璃间距为C的位置，用来说明由此带来的问题。

图2为一示意图，其中的喷嘴设在以一个大的角度偏离一平板玻璃基片法线的位置，用来说明外部空气与涂层化合物混合的问题。

图3为喷嘴设在一以适当角度偏离平板玻璃基片法线位置的示意图，其中实质上不发生气体混合。

图4阐明图3中的喷嘴布置的操作曲线，给出了在基本上无空气混合条件下的各种角度上的间距C与喷射速度间的关系。

图5为一受约束的涂层喷嘴的横剖面图，上面设有一块平行于基片表面的顶板，位于在喷嘴口上部最高点之上方一高度D处。

图6是用于图5中喷嘴设备的类似于图4的曲线图，其中D＝0，说明了基本上无空气混合的一种条件。

图7是类似于图6的一种曲线图，说明了在较大的间距值C之下基本上无空气混合的第二种条件。

图8是类似于图6的当D＝12毫米时的曲线图。

图9是按照本发明之一实施例的膜层涂敷器的示意图，其中的废气是从循环气流中抽出。

图10为一示意图积较详细地说明了气化的化学试剂供应系统。图11为一与图9中的相一致的膜层涂敷器之示意图，示明一种循环鼓风机系统。

图12示明了图11中沿着它的12-12线所观察的膜层涂敷器。

图13示明了本发明之膜层涂敷器的一部分，其中在邻近排气管道的涂层区中设有导向装置。

图14示明了图13设备中导向装置的另一形式。

图15是与图9所示相一致的膜层涂敷器之示意图，以平行于平板玻璃基片输送方向的横剖面形式给出。

图16是图15之膜层涂敷器的另一剖面图，沿后者的16-16线截取，且垂直于平板玻璃基片输送的方向。

图17是据本发明另一实施例之膜层涂敷器的示意图，其中的废气是从喷嘴与循环系统的外侧抽出。

图18是与图17所示相一致的膜层涂敷器之剖面图，沿着平行于平板玻璃前进的方向剖取。

图19是图18中膜层涂敷器另一实施例的剖面图。

本发明提供了一种膜层涂敷器系统与沉积方法，用来把含金属的薄膜化学汽相沉积到基片特别是平板玻璃基片上，例如沉积到行进中的浮法玻璃板带基片。本发明的膜斜涂敷器包括有喷嘴装置，用来在高喷射速度与高化合物浓度下，把含在载体气体中的已气化涂层化合物涂敷于这样的基片上，而沉积过程基本上是在反应速率受控的条件下进行。喷嘴装置包括一对设于基片表面邻近的相对喷嘴，各按一相对此表面法线选定的角度相互对向，各喷嘴与此表面之间有一通向外部大气的间隙，且使得涂层气体基本上不会与外部大气混合。此套设备还包括供料装置，用来将一或多种气化的涂层化合物与载体气体一起供给喷嘴装置，在各喷嘴中的化合物则可相同或不同，此设备还包括用来排出废气的排出装置。这套设备系统最好带有气体循环装置来循环此系统中在喷嘴装置上方的气体，以促进在所需的高气体速度与高化合物浓度下作业。

在较高的喷射速度与高涂层化合物浓度下，对于高基片温度已实现了反应速率的控制所需的条件。在这种反应速率受控的条件下，喷射速度或化合物浓度的微小变化对沉积速率很少有或没有影响。这样的过程肯定优于扩散速率的控制过程，在后者中的反应速度近似地正比于化合物浓度，且显著地受到气体速度的影响，它们是很难加以控制的参数。然而，在本发明中，在反应速率受控制的条件下，沉积速率则是可以通过改变沉积温度来影响的，因此，在基片表面各点上需使表面温度保持到基本上相同，以避免在整个薄膜表面上的膜厚发生变化。

通常，在玻璃上进行CVD法时，玻璃的表面保持在约550°至700℃之间的一个基本上恒定的温度。于这样的温度，这时能在沉积速率高于100埃/秒之下沉积成一层均匀而无混浊的导电膜。这种薄膜是用高喷射速度和高化物浓度，在基本上没有涂层化合物与外部空气混合的条件下制成。

后面将会详细描述到，本发明的设备允许在反应速率受控条件下，于一种有效的CVD法中，采用所需要的高速度与高化合物浓度。

为了从本发明的各个方面来全面地了解它，将以图1与图2来说明与先有喷嘴涂层系统有关的问题。在图1中，处于涂层压力通风系统中的涂层喷嘴10，基本上是垂直地对向一基片表面12，二者有间距C。在这种膜料涂敷器中，载体气体与气化的涂层化合物将同等程度地沿相对方向于基片表面上方排出（E×H），且允许外部气体A从涂层区的两侧进入。

类似地，如图2所示，涂层喷嘴10是相对于基片表面12的法线14依一大的角度定向。这样的布置实质上会让所有的涂层气体从涂层区沿一个方向逸出。在此种情形，含有大量的外部空气被吸引至喷嘴与基片间，混合并稀释涂层气体。

相反，在本发明中，如图3所示，已知在一预定的通过喷嘴之气体的喷射速度和选定的间距下，可由规定出合适的喷嘴角度2而显著减少与外部空气的混合。

但在图3的喷嘴配置方式中，喷嘴仅仅指向涂层区的一侧，而排气管道是从此涂层设备的同一侧排出废气，进入此系统的外部空气量成了只是同所排出的气体量有关，而这是极难控制的。

在图3所示的自由喷嘴的实施例中，适合于阻止涂层化合物与外部空气混合的喷嘴角度2、喷射速度与间距C，在图4中以曲线图给出。图4中曲线上的各点代表基本上无外部空气流入涂层区，或无涂层化合物与载体气体逸散到外部大气中的条件。这些气体的运动，可借一小股刚刚在涂层区之外且垂直引向基片的烟雾来进行观察。使涂层化合物与载体气体基本上不同外部大气混合的这种合适值的例子是：喷嘴角度.60°;喷射速度，10米/秒;间距，12毫米。

图5给出一受约束喷嘴的剖面图，这种喷嘴10装配有一块位于它的出口侧且平行于基片表面的顶板13一后者在喷嘴出口最高点10a上方，中隔一段距离D。顶板13的存在是为无气体混合之条件确定适当喷嘴角度的一个因素。尤其是在把这种顶板当作喷嘴设备的一部分时用较小的喷嘴角度就可满足没有上述板部件的喷嘴要求的无气体夹杂的相同条件。

在D＝0毫米的图6与7中也说明上述关系。

此外，当D＝0时，对于这种较小的喷嘴角度，涉及到无外部空气夹杂的条件时，则存在着两种间距值。如图6所示，第一种间距值是在C＝0至6毫米的范围;而如图8所示，第二种间距值是在10至25毫米的范围。这样，如果此间距C是从零增大，就有来自喷嘴的第一种外向气流，此外向气流在第一种间距值下变为零，随之有空气对喷嘴的内向流，然后在第二种间距值下达到零空气流。但是，对于超过约45度的喷嘴角，是不存在无气体夹带之值的。当进一步加大间距C时，此空气流对于低于约40度的喷嘴变为外向，而对于在约40至45度之间的喷嘴角则成为内向。

当D的值为12毫米时，图5的喷嘴与图3中自由喷嘴的作用相同。这种效应示明于图8中。因此，要是D的值增加到约为喷嘴狭缝宽度W的五倍时，顶板13的存在对于选定的喷嘴角度已无明显影响。

基于以上的考虑，申请人在此提供了以图9示意性表明的一种膜层涂敷器。图9中的膜层涂敷器包括喷嘴10a与10b，用来将气化的涂层化合物与载体气体涂敷到基片12上。这两个喷嘴以相互相对的关系配置，各相对于基片表面12的法线以约30至70度的角设置。喷嘴10a和10b与基片表面12分开一间距C，此间距应尽可能的小。特别是上述喷嘴角度、间距C与喷射速度要如前面所讨论过，选定到符合基本上无气体混合的条件。采取这样的布置，涂层气体为涂层区内外的外界气体混合就得以避免或减至最小限度。

此外，在图9的膜层涂敷器中，在喷嘴10a与10b间设置了用来循环涂层气体的循环管道16。在循环管道中的阀门27a与27b是位于喷嘴集气室20a与20b的上游，以便平衡喷嘴10a与10b的相对喷射速度，由此就基本上不会有循环气体能逸散到外部大气中。此涂敷器还包括有排气孔44（见图12），用来在前者的整个宽度上均匀地排出废的涂层气体流。

各喷嘴10a与10b最好在垂直于玻璃基片行进的方向上具有大致等于要涂层的平板玻璃基片宽度的一个长度。上述宽度可以广达好几米。此时，循环的涂层气体能在喷嘴的全长上基本上均等分配。例如图9所示，在喷嘴集气室20a与20b的全长上按相等的间隔设有一列孔，以便分别地将气化的涂层化合物供给喷嘴10a与10b。

同样，循环管道16也延伸至大致等于要涂层的平板玻璃基片的宽度。相应地，也设置了一个循环管道集气室22，且沿着它的整个长度按相等间隔开设孔口。

与孔口18和24的高气体速度相比，集气室20a、20b与22中的气体速度是相当低的。这样，这些个孔口就能同等地分配气体。另一种方式是，孔口18与24可代之以狭缝甚至不要，而在集气室20a、20b与24之上等间隔地设置支管，来部分或全部地实现其功能。

图9中还示明一循环送风机26，它把气化的涂层化合物与载体气体引入喷嘴集气室20a与20b。在最佳的实施例中，同时有循环送风机26与排风机30两者在工作，这样可使气体的一部分循环而另一部分排向大气。在图9的系统中，尽管只设有两根细长的喷嘴10a与10b，但应知可在各侧设置一批这样的喷嘴。这时只须让外部的喷嘴按一适当的角度相互斜置，而内部的喷嘴则能依其它一些角度定位，后者中包括一垂直于基片的喷嘴，当然最好地使内部的喷嘴按适当角度倾斜。

图10中详细示明了用来为本发明膜层涂敷器供应气化的涂层化合物28的一种典型的气化器系统，这里用装配有手控阀MCV的转子式流量计R，通过干燥的压缩空气源DCV将其中气体计量地输入此气化器。必要时用泵或其它装置（未示明）向气流内喷注适量的水。此空气-水流然后进入气化器的湿润段，后者包括位于保持在适当高温（例如约2400℃）的循环热油浴O中的一个下旋线圈C。

处理管道然后转至油浴的顶端，在此外由另一柱塞泵按预定的速率引入液体涂层化合物LCC。在此同一循环热油浴中的第二个下旋线圈C′则提供足够的热与质量交换，以使涂层化合物不发生分解而实现气化。所需的蒸汽流此时经一带痕量油的铜管从热油浴出流出，然后，例如通过此循环流，引至膜层涂敷器的喷嘴集气室。

按照本发明，用来经化学汽相沉积到玻璃上的涂层化合物试剂，最好是可热解的有机金属化合物。可采用周期表中Ⅰb族至Ⅶb族以及Ⅷ族中金属的有机化合物，例如可用钴、铁与铬之类金属的β-二酮酯以及乙酰乙酮酯。理想的是锡的有机金属化合物。许多种在环境温度下以固体形式存在的有机金属化合物是可以气化的，或可以溶液形式用于气化和化学汽相沉积。

符合本发明所需的某些理想有机金属化合物在环境温度下为液体，而且在应用时可以不要溶剂。对于氧化锡涂层，特别理想的一种有机金属化合物乃是三氯单丁锡，这是一种液体，特点是：大气沸点，430°F（221℃）;汽化热，14.5千卡;汽化熵，29.4克劳/摩尔。

为了形成导电膜，可让有机金属化合物结合一种掺杂剂母体，后者可构成此化合物本身的一部分，或混合入涂层料中。特别适用的涂层化学试剂是Russo与Lindner于美国专利号4601917号中所公开的液体涂层料。

要认识到图9中的平板玻璃基片是相对于喷嘴10a与10b进行运动的。这种相对运动可按下述方式实现：使平板玻璃基片相对于固定的喷嘴10a与10b运动，或者让喷嘴10a与10b在固定的平板玻璃基片上方运动。先有技术已充分地说明了用来支承和运动此种基片的一类装置，这里不必全面讨论。

现在参看图11与图12，其中给出了图9中系统的一种改型，这里用相同的参考数号表示相同的部件，为简单起见，省掉了对这些部分的详细描述。特别之处是设有一个经排气管道16与喷嘴10a和10b沟通流体的套罩32。通过设置两个在套罩32中转动的径向直叶风扇轮34a与34b来实现循环，它们以一种“浆轮”的方式工作，使空气从排风管道16至喷嘴10a与10b进行循环。各径向直叶风扇34a与34b由一相应的马达36带动。如图12所示，可将一批这样的系统组联起来以复盖一宽度超过单一系统所能复盖的玻璃基片。

与图9之实施例相同，图11与12中的径向直叶风扇轮系统设有一个含在载体气体中之涂层化合物的供应源38。此供应源备有供料管40，位于各套罩32内的两个风扇轮34a与34b之间来沟通流体。其中，各供料管40有一批分配在其整个长度上的小孔42，用来将涂层化合物均匀地按涂层室的全长分配。

此外，还设有一列排气孔44，使排气口48与一个套罩32连通。在涂敷器的两相对侧也即在基片宽边的两侧，又可各增设一如图12中虚线所示的废气收集室47，用来防止废气从设备的两侧逸出。在图9、11与12的系统中，重要的是从喷嘴10a与10b所示出的气流应有基本上相同的速度。不然，喷嘴10a或10b中较高的气流速度将使气体从相对之喷嘴外缘下方逸出。为使这种影响减至最小，如图13所示，可在排气管道16的下方中央设置一延伸至各套罩32全长的矩形导向件50。取流线型结构的一种导向件52给出在图14中，它能改善气流特性。

为了最大限度减少气化的涂层化合物对喷嘴10a，10b与导管16等壁部起反应，最好用油套或其它冷却或加热循环气体的装置使上述壁部恒温到例如200℃。作为例子，图15与16给出了图11与12中系统的真实的实验室模型，围绕着上述壁部设有油套54，在套罩32两侧均设有进油口58与出油口56。径向直叶风扇轮34a与34b则从图15与16中略去。对于较大的系统则最好采用图9所示的离心鼓风机，然而在小型的系统中，当喷嘴10a与10b出口采用的狭缝宽度为90毫米时，那种径向直叶风扇轮能提供均匀的速度。

作为本发明的一个特点，是基本上不存在涂层气体与外部空气混合的问题，因此几乎不需耗费功率来阻止循环气体逸散出此系统。

图17为本发明膜层涂敷器一种改型的示意图。在此实施例中，废气是从喷嘴与循环管通外部抽出。图18是图17中系统的剖面图，沿玻璃行进方向剖取。为简单起见，对此改型系统中与图9实施例相同的部件不作详细描述。

如图18所示，喷嘴10a与涂层集气室20a装设于套罩60a内，后者的上端由枢销62a可旋转地安装在框架64a之上。按同样的方式，喷嘴106与涂层集气室20b装设于套罩60b内，后者的上端由枢销62b可旋转地安装在框架64b之上。

此外，涂层输气室60a与60b分别有与本身作流体沟通的延伸部66a与66b，沿轴向离开喷嘴10a与10b。设置有与延伸部66a通连的供料管68a，后者又用螺母76a可旋转地装在位于槽孔72a中的螺纹杆70a上，且经过杆74a接到框架64a上，这样就能调节喷嘴10a与基片表面间的角度。涂层集气室20b也可用同样方式（未示明）调节。

螺旋杆78a与78b用螺母84a与84b安装到框架64a与64b上，且通过此设备主架82中的槽孔80a与80b。杆78a与78b可以在孔80a与80b中独立地调整高度，以改变喷嘴出口与顶板17的间距D。此外设有用来调节喷嘴与玻璃基片12之间距C的装置（未示明）。基片法线与喷嘴间的夹角在对应于前述第一种零空气夹杂位置的间距值C时，经选定为约35度。

如图所示，循环集气室22、顶板17与管道16都载于套罩86之上，后者有一与本身连通的延伸部，装设在主架82之上以使喷嘴10a与10b作垂直运动。

根据本发明的这一实施例，涂层喷嘴10a与10b之下分别装有外排气管90a与90b，且使后两者的出口以相同的间距C位于基片12上方并在涂层喷嘴10a与10b的出口之外。外排气集气室92a与92b通连到一将废涂层材料排至大气中的排风机（未示明）上。必要时可采用常规的污染控制设备在废料进入大气之前预以处理。另一方面，与循环鼓风机（未示明）作流体式通连的循环集气室22，也可用来排出部分的循环气体。

下面参看图19，其中示明了图17与18中系统的一种改型，对相同部件不作详细描述。如图19所示，图17中的顶板17已为空心的圆柱状板17′所取代。采用这样的装置，气体将在一圆柱形室内依其中箭头所示方向循环。作为这种循环的结果是，涂层气体的速度在涂敷器的全长上可保持到很高而且恒定。由于这里的涂层喷嘴的工作方式和没有顶板之喷嘴的工作方式相同，喷嘴10a与10b的最优角度在50°至70°的范围，而不同于图17中实施例之30°至50°的理想角度范围。

在图17、18与19的实施例中，外排气管90a与90b也可用来引入从循环管道排出的一种阻挡气体。另外，虽然未作说明，也可让阻挡气体进入涂层喷嘴10a与10b和排气喷嘴90a与90b之间。

按照本发明最佳实施例制备的薄膜，对于160～250毫微米厚的膜层，在通常用来表征室温下热红外辐射的10微米光波长处，红外反射率大于70%，可见光透过率为80%，薄膜电阻小于40欧姆/平方，导电率大于1250（欧姆·厘米）^-1。这样的薄膜在反射光下呈现均匀的虹彩色时即表明是均匀的薄膜且基本上无混浊。沉积是在约1000埃/秒或更大的速率下进行，这样可以在2秒或更短的时间内获得所需要的2000埃膜厚。

一般地说，要去提高沉积速率，基片就应保持在尽可能高的温度下。对于氧化锡薄膜来说，这样的沉积温度约为550°至750℃，而最好约600°至700℃。最大喷嘴速度是根据实际考虑来决定，例如喷射速度对基片冷却的影响以及在涂层喷嘴之间所需要的平衡。类似地，系统中的最大涂层浓度则受制于所用涂层化合物的蒸汽压力与分解温度，同时受制于为涂层化合物反应所需的水与氧之类其它试剂的数量。

正如以前所述，有多种理由说明防止涂层气体与外部大气混合在本发明中是重要的。要是让外部空气进入涂层区，就立即会在此涂层区内稀释涂层化合物的浓度，从而打乱反应速率的控制条件。类似地，涂层化合物泄漏到外部大气中时，就会使涂层化合物以很低的浓度和低的速度供给于涂层区外的基片所在处，这就导致薄膜要在一很难控制的扩散速率下进行沉积。

本发明的喷嘴狭缝宽度要大到足以防止发生堵塞，但又要小到能保持所需要的高喷射速度。合适的狭缝宽度约为5毫米。

本发明的膜层涂敷器可用来从平板玻璃基片的上方或下方将膜层涂敷到平基片的上表面或下表面，但最好是在基片行进时来进行涂层。本设备也可对重新加热的玻璃进行脱线涂层。

例1

依据图15与16的一种均衡式的膜层涂敷器，为它装配上图18的外排气管90a与90b。此涂敷器的涂层区在平行玻璃前进方向上长为44毫米，宽为90毫米。涂敷器的两个相对喷嘴相互对向，与基片法线成45°角。狭缝宽3.5毫米。外排气喷嘴有4毫米宽的槽缝，位于涂层喷嘴的邻近外部。基片为1.5毫米厚的钠钙硅浮法玻璃，它的浮抛侧落定在一保持在650℃的加热台上。涂层时，加热台与基片以3.14厘米/秒的恒速通过涂敷器的下方。基片与喷嘴的间距保持为约2毫米。

在图10的气化器中，按9.7毫升/小时将蒸馏水注入2.09标准升/分的空气流中。此气流进入浸没于保持在240℃油浴中的第一线圈中，在这里将水汽化同时使气流预热。然后按106毫升/小时的速率，将前述美国专利4601917号中提及的一种液体化合物涂料注入上述已预热的空气-水流中，并于气化器的第二线圈中气化。然后让这种蒸汽流进入此涂敷器的循环管道中。

涂敷器中的蒸汽循环速率要调节到使在各喷嘴出口处测得的喷射速度为5米/秒。外排气管的排送速率则调节至约为体积循环速率的2/3。此循环气流的测量温度约为180℃。

经一段1.4秒时间的沉积后，在玻璃表面上形成了一层涂布氧化锡的薄膜。对应于1320埃/秒的沉积速率，这种薄膜具有1850埃的厚度。薄膜的电阻为37欧姆/平方，而且是均匀、透明和无混浊的。

需考虑和认识到，对于熟项本项工艺的人是可以对此作出各种变动与改进的，上述例子代表着本发明有实用效果的一个实施例。

特别应该指出，对于熟悉本项工艺的人，除了这里所述的平板玻璃外，是可以有供沉积用之理想基片的，对于本发明的设备与工艺过程，可以采用其它多种基片用作涂层的工件。

Claims (37)

1、用来将膜层沉积到保持在一定沉积温度下基片表面上的一种设备，它包括：

一对相互相对且对向设置的喷嘴装置，用来将在载体气体中的已气化之涂层化合物，按预定的浓度与预定的蒸气速度涂敷于上述表面上，每个喷嘴装置都邻近此基片的前述表面且留出一间隙通向外部大气，并相对于表面法线成一定角度，此角度选定为基本上不会使化合物蒸气与外部大气混合；

供料装置，用来将上述已气化的涂层化合物与载体气体供给这一对喷嘴；以及

排气装置，用来排出废气。

2、如权利要求1所述的设备，其中所说的预定浓度与预定的蒸气速度要使得前述膜层是在反应速率基本受控的条件下进行沉积。

3、如权利要求2所述的设备，其中还包括有用来循环气化的涂层化合物与载体气体之循环装置。

4、如权利要求2所述的设备，其中所说的基片是平板玻璃。

5、如权利要求2所述的设备，其中在前述的基片与喷嘴装置之间存在一种相对运动。

6、如权利要求2所述的设备，其中每一个所说喷嘴的出口速度和另一个的出口速度基本相等。

7、如权利要求2所述的设备，其中所说的经选定的角度约在30°至70°之间。

8、如权利要求7所述的设备，其中所说的经选定的角度对于所说的各个喷嘴基本相等。

9、如权利要求3所述的设备，其中述及的循环装置包括至少一台带控制装置的循环鼓风机，以基本上相同的速度将前述蒸气供给所说的喷嘴。

10、如权利要求3所述的设备，其中述及的循环装置包括一条管道，后者位于所说的一对相对的喷嘴之间用来循环流经其间的气体。

11、如权利要求3所述的设备，其中述及的排气装置包括一台排风机，它与上述的循环鼓风机形成能有流体在其间流通的连接，用来从循环气流中除去空气。

12、如权利要求1或3所述的设备，其中所说的排气装置包括有外排气管，后首位于前述这对相对的喷嘴之外且与之相邻，用来排出废料。

13、如权利要求2所述的设备，其中述及的外排气管还包括一对与所说基片之前述表面相邻的排气槽缝，此排气管与基片间相隔一段前述的间距。

14、如权利要求3所述的设备，其中所说的供料装置包括有集气室，后者用来将前述的涂层化合物与载体气体在所说循环鼓风机的风压下，供应给喷嘴装置，此集气室有一批沿着其自身长度上间隔开的孔，用来将涂层化合物均匀地分配给喷嘴装置。

15、如权利要求2所述的设备，其中还包括高度调节装置，用来调节前述的各喷嘴至所说基片表面的间距。

16、如权利要求2所述的设备，其中还包括角度调节装置，用来调节各所说喷嘴的前述选定的角度。

17、如权利要求16所述的设备，其中述及的角度调节装置包括有枢轴中，后者用来将所说的各个涂层喷嘴可旋转地安装于此设备框架上，此角度调节装置用来使各涂层喷嘴绕上述枢轴件转动，以改变它相对于所述基片表面法线的角度。

18、如权利要求2所述的设备，其中还包括位于所说的一对相对涂层喷嘴之间且在前述基片表面上方的导向装置。

19、如权利要求3所述的设备，其中还包括有板件，后者位于所说涂层喷嘴与循环装置之间，且位于所说基片表面的上方。

20、如权利要求19所述的设备，其中说及的板件是一块充分平的板，且取基本上与前述表面平行的位置。

21、如权利要求19所述的设备，其中说及的板件具有空心半圆柱筒的构型。

22、如权利要求2所述的设备，其中还包括有围绕已述涂层喷嘴装置与循环装置的套罩，用来承受循环液，使上述这些装置的壁部保持在一所需的温度。

23、如权利要求3所述的设备，其中还包括有再补充装置，用来给说及的涂层喷嘴装置补充附加的涂层化合物。

24、如权利要求2所述的设备，其中所说的基片有一定宽度，而其中述及的各喷嘴装置延伸到一个基本上等于此基片宽度的长度。

25、用来由化学汽相沉积工艺为一基片涂层的方法，它包括以下步骤：

a）将所说基片保持在这样一个沉积温度下，此温度足以使载体气体中的已气化2涂层化合物起反应并在上述基片一表面上沉积一膜层;

b）气化此涂层化合物;

c）将此在所说载体气体中的已气化的涂层化合物，在一种可使涂层在反应速率基本上按受控条件进行的浓度与气流速度下，涂敷到上述表面;

d）沉积所说满膜到前述表面上，而同时基本上不会发生上述涂层化合物与外部空气混合;以及

e）排出废气。

26、如权利要求25所述的方法，其中述及的基片是涂以含金属的膜层，且最好是含氧化物之类金属氧化物的膜层。

27、如权利要求25所述的方法，其中述及的涂层化合物包括一种掺杂剂母体，而所说的膜层是低电阻率的。

28、如权利要求25所述的方法，其中所说的载体气体是空气。

29、如权利要求25所述的方法，其中所说的涂层化合物是一种有机化合物，而最好是三氯单丁锡。

30、如权利要求25所述的方法，其中还包括以下一个步骤：

f）循环所说的已气化的涂层化合物与载体气体。

31、如权利要求30所述的方法，其中还包括在将膜层涂敷到上述基片表面的同时使此基片运动。

32、如权利要求31所述的方法，其中述及的基片是平板玻璃。

33、如权利要求25所述的方法，其中所说的膜层是在速率至少是1000埃/秒下进行沉积的。

34、如权利要求25所述的方法，其中所说的沉积温度最低是500℃。

35、如权利要求25所述的方法，其中的步骤（c）按以下方式进行：将两股相对的含在前述载体气体中的已气化之涂层化合物的气流，按一选定的相对于此基片表面法线的角度，沿相互相对的方向导引。

36、如权利要求35的所述的方法，其中述及的相对的两股气流有着基本上相同的化合物浓度，而且是以基本上相等的速度涂敷于前述表面。

37、如权利要求27所述的方法，其中所说的涂层化合物包括水。

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